[发明专利]一种用于金属粘结剂喷射增材制造的粉床坯体取件装置

说明书

本发明公开了一种用于金属粘结剂喷射增材制造的粉床坯体取件装置，涉及金属增材制造设备技术领域，包括平行间隔设置的前方双模态内流道支架和后方双模态内流道支架，前方双模态内流道支架和后方双模态内流道支架均为框架状结构，前方双模态内流道支架内设置的前方固定滤网用于封闭前侧，后方双模态内流道支架内设置的后方固定滤网用于封闭后侧，右上支架和右下内流道支架内设置的右侧固定滤网用于封闭右侧，在负压吸粉辅助下放入成型腔粉床后，拉帘滤网组件可在牵引动力作用下通过导轨运动实现展开封闭装置左侧和底部，从而实现对粉床中已成形坯体的提取。本发明具有在取件时降低了对成形坯体损坏的风险、提高了取件效率等优点。

技术领域

本发明涉及金属增材制造设备技术领域，具体涉及一种用于金属粘结剂喷射增材制造的粉床坯体取件装置。

背景技术

近年来，国内外涌现了较多利用粘结剂喷射(BJP)增材制造技术制备金属功能件的应用实例，在工程结构材料成形制造领域体现了较好的发展前景，该项金属增材制造技术和技术装备产品已经成为国内外市场发展的新热点。该技术根据零部件三维数字模型的分层切片图样数据，利用喷头在铺设好的金属粉末薄层上指定位置按需喷射粘结剂微液滴，选择性粘结金属粉末形成零部件的截面结构；再经过铺粉、喷射粘结、铺粉的多次工艺动作循环，不断成形各层截面结构，同时相邻层的截面结构也相互粘结叠加，进而在高度方向上形成了与数字模型一致的三维实体金属坯体。各层截面的喷射粘结依次完成后，将粘结成形的金属坯体从粉末床(简称粉床)中小心取出，再依次经过粉末清理、烘干固化、高温去胶(简称脱脂)、烧结热处理等多道后处理工序，最终制成满足工程性能要求的金属零部件。

与目前金属增材制造市场份额占比最大的选区激光熔化(SLM)技术相比，粘结剂喷射(BJP)增材制造技术具有设备成本低、成形速度快、成形过程环境控制简单、适用材料范围广、材料组织性能易调控等优点，但粘结剂喷射(BJP)增材制造技术需要预先成形由离散金属粉末构成、由粘结剂初步粘结的非熔合态中间坯体，因此坯体的结构完整性对最终金属产品的使用性能具有重要影响。

粘结剂喷射(BJP)成形完成后，通过粘结金属粉末构成的坯体具有初始强度差的突出问题，在从粉床中取出过程中，容易造成精细结构的破损，从而影响最终产品性能。并且，当每批次粉床中布局的坯体数量越多，这种破损风险就会越高、取件过程愈加离散繁琐，从而在这种单坯体多坯体场景下，取件效率会大幅降低。取件过程面向成形腔中包埋住坯体的一缸粉床，从中清开未成形的金属粉末并捡取已粘结成形的坯体。

目前广泛采用手工方式完成取件，整个过程中配合使用一根负压泵吸管边回收未成形粉末、边曝露出粉床中的已成形坯体，再利用操作人双手或者一些常用的五金工具完成取件。

目前常规取件显现的问题包括如下：1、由于坯体初始强度不高，无论是负压吸管在操作过程的大吸力，还是吸管和五金工具的剐蹭，均极易破坏坯体结构；2、尺寸较小的坯体容易被负压吸管直接吸走；3、为了在取件时方便负压吸粉，一般需要升起成形平台，将粉床抬高到工作台面以上，特别是针对单个较大尺寸坯体(坯体边界靠近成形腔内壁时)，取件工具难以进入坯体边缘，这就必须将粉床升高，如此就非常容易在取件过程中造成粉末大面积洒落在设备工作台面上，造成成形空间的污染(特别是影响喷头、导轨等精密部件的使用性能)，并且受污染的粉末也大大影响了粉末回收的质量；4、由于取件手法和技术要求较高，手工取件效率低，特别在单批次粉床成形件较多的情况下尤甚，多个分立的坯体成形件在搬运过程中也容易因碰撞等造成损坏；5、当成形腔空间中坯体布局较为紧密时，由于负压吸管的难进入性，一些精密结构坯体的取件会较为困难。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种具有在取件时降低了对成形坯体损坏的风险、提高了取件效率用于金属粘结剂喷射增材制造的粉床坯体取件装置。